complejo deportivo en vilanova de arousa

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COMPLEJO DEPORTIVO EN VILANOVA DE AROUSA,
FASE 1: VESTUARIOS Y BAR CAMPO DE FÚTBOL
JULIO 2014 M. G. SANCHIDRIÁN - ARQUITECTO
INDICE
1
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA .................................................................... 3
1.1
Objeto y alcance ................................................................................ 3
1.2
Normativa y documentación empleada .................................................. 3
1.3
Bases cálculo ..................................................................................... 3
1.4
Coeficientes parciales de seguridad de las acciones ................................ 4
1.5
Coeficientes parciales de seguridad de los materiales .............................. 7
1.6
Durabilidad ........................................................................................ 7
1.7
Materiales ......................................................................................... 8
1.8
Presiones del terreno de cimentación .................................................... 8
1.9
Acciones ........................................................................................... 9
1.9.1
Gravitatorias .................................................................................. 9
1.9.2
Eólicas ........................................................................................... 9
1.9.3
Nieve ............................................................................................ 9
1.9.4
Sísmicas ...................................................................................... 10
1.9.5
Térmicas y reológicas .................................................................... 10
1.10
Informe de cálculo.......................................................................................... 11
1.10.1 Normativa ................................................................................................. 11
1.10.2 Método del cálculo de esfuerzos ............................................................... 11
1.10.3 Opciones de cálculo .................................................................................. 11
1.10.4 Hipótesis de carga .................................................................................... 11
1.10.5 Coeficientes de mayoración ...................................................................... 12
1.10.6 Opciones de cargas .................................................................................. 12
1.10.7 Armado y comprobación ........................................................................... 13
2
Cálculos
JUSTIFICACIÓN DE CALCULOS.......................................................................... 15
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1 CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA
1.1 Objeto y alcance
El presente documento tiene por objeto justificar los cálculos de la estructura y la
cimentación para la realización de una edificación para albergar unos vestuarios sobre un
sótano y un local para taquillas y bar.
1.2 Normativa y documentación empleada
El cálculo se ha realizado teniendo en cuenta las prescripciones recogidas en la
siguiente normativa:
-
Norma CTE-DB-AE: Acciones en la edificación.
-
Norma CTE-DB-SE: Seguridad estructural
-
Norma CTE-DB-SE-A: Seguridad estructural. Acero
-
Eurocódigo 1: Acciones en Estructuras
-
Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero
-
EHE-08
-
EAE
1.3 Bases cálculo
El dimensionamento de la estructura se ha realizado según los principios de la
mecánica racional y teoría de estructuras, adaptadas al diseño estructural.
El cálculo se ha realizado siguiendo el principio de los estado límites, que establece
que la seguridad de la estructura en su conjunto, o en cualquiera de sus partes, se
garantiza comprobando que la solicitación no supera la respuesta última de las mismas.
La obtención de los esfuerzos en las diferentes hipótesis simples del entramado
estructural, se harán de acuerdo a un cálculo lineal de primer orden, es decir admitiendo
proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones, el principio de superposición de acciones,
y un comportamiento lineal y geométrico de los materiales y la estructura.
El dimensionado de los soportes se comprueba para todas las combinaciones
definidas.
El cálculo se realiza mediante programa informático de cálculo sobre ordenador
compatible.
Los datos de ordenador y de programa empleado son los siguientes:
 Tipo de ordenador: PC Compatible Pentium IV
 Programa utilizado: TRICALC (Arktec SA)
 Número de Licencia: 60522004
 Versión: 7.4.0
Cálculos
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1.4 Coeficientes parciales de seguridad de las acciones
Para determinar los valores de cálculo de las acciones en elementos de hormigón, se
han considerado los coeficientes de ponderación indicados en el artículo 12 de al instrucción
EHE-08, teniendo en cuenta el efecto, favorable o desfavorable, de las acciones. Tabla
12.1.a. Coeficientes parciales de seguridad para las acciones aplicables para la evaluación
de los Estados Límite Últimos
TIPO DE ACCIÓN
Permanente
Pretensado
Permanente de
valor no constante
Variable
Accidental
Situación persistente o
transitoria
Efecto
Efecto
desfavorab
favorable
le
G = 1,00
G = 1,35
P = 1,00
P = 1,00
Situación accidental
G = 1,00
P = 1,00
Efecto
desfavorab
le
G = 1,00
P = 1,00
Efecto
favorable
G* = 1,00
G* = 1,50
G* = 1,00
G* = 1,80
Q = 0,00
--
Q = 1,50
--
Q = 0,00
A = 1,00
Q = 1,00
A = 1,00
Para la determinación de los coeficientes de mayoración de acciones, según lo
indicado en proyecto, se ha adoptado un nivel de control de ejecución normal.
Los coeficientes parciales de seguridad de las acciones para la comprobación de los
Estados Límites de Servicio se han adoptado según el artículo 12.2 de la EHE-08, que se
muestran a continuación.
Tabla 12.2. Coeficientes parciales de seguridad para las acciones aplicables para la
evaluación de los Estados Límite de servicio.
TIPO DE ACCIÓN
Permanente
Armadura
pretesa
Pretensado
Armadura
postesa
Permanente de valor no
constante
Variable
Efecto
Favorable
Efecto
Desfavorable
G = 1,00
G = 1,00
P = 0,95
P = 1,05
P = 0,90
P = 1,10
G* = 1,00
Q = 1,00
Q = 0,00
Q = 1,00
Para determinar los valores de cálculo de las acciones en elementos de acero se han
considerado los coeficientes parciales de seguridad indicados en la tabla 4.1. del C.T.E. en el
Documento Básico de Seguridad Estructural
Tabla 4.1 Coeficientes parciales de seguridad () para las acciones
Tipo de
verificación
Cálculos
Tipo de acción
Situación persistente o
transitoria
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Resistencia
Estabilidad
desfavorable
favorable
1,35
1,35
1,20
0,80
0,70
0,90
1,50
0
desestabilizadora
estabilizadora
1,10
1,35
1,05
0,90
0,80
0,95
1,50
0
Permanente
Peso propio, peso
del terreno
Empuje del terreno
Presión del agua
Variable
Permanente
Peso propio, peso
del terreno
Empuje del terreno
Presión del agua
Variable
Las combinaciones de cálculo consideradas son las descritas en el artículo 4.2.2. del
CTE-DB-SE. El valor de los distintos coeficientes de ponderación se obtiene del cuadro
anterior.
SITUACIÓN DE
COMBINACIÓN
PROYECTO
Permanente o
transitoria
Situación
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk   Q ,1Qk ,1    Q ,i 0,i Qk ,i
j 1
j 1
i 1
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk   A Ak   Q ,1 1,1Qk ,1    Q ,i 2,i Qk ,i
j 1
j 1
i 1
accidental
Situaciones
sísmicas
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk   A Ak    Q ,i 2,i Qk ,i
j 1
j 1
i 1
Las combinaciones adoptadas para los estados límites de servicio, se han
considerado de acuerdo a lo indicado en el artículo 4.3.2. del CTE-DB-SE, los coeficientes de
ponderación se obtienen de la tabla anterior:
Cálculos
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SITUACIÓN DE
COMBINACIÓN
PROYECTO
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk   Q ,1Qk ,1    Q ,i 0,i Qk ,i
Poco probable o
j 1
j 1
i 1
característica
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk   Q ,1 1,1Qk ,1    Q ,i 2,i Qk ,i
Combinación
j 1
j 1
i 1
frecuente
Combinación
  G , j Gk , j    G*, j G *k , j  P Pk    Q ,i 2,i Qk ,i
j 1
cuasipermanente
j 1
i 1
donde:
G,j, Q,1, Q,i, A: Coeficientes parciales de seguridad para las acciones
Gk,j: Valor característico de las acciones permanentes
G*k,j: Valor característico de las acciones permanentes de valor no constante
Pk: Valor característica de la acción del pretensado
Qk,1: Valor característico de la acción variable determinante
0,i
Q
k,i:
Valor
representativo
de
combinación
de
las
acciones
variables
concomitantes
1,1 Q
k,1:
Valor representativo frecuente de la acción variable determinante
2,i Q
k,i:
Valores representativos cuasipermanentes de las acciones variables con la
acción determinante o con la accidental
Ak: Valor característico de la acción accidental
AE,k: Valor característico de la acción sísmica
Las combinaciones de acciones se han realizado teniendo en cuenta los coeficientes
indicados en la siguiente tabla del CTE.
Tabla 4.2 Coeficientes de simultaneidad
Sobrecarga superficial de uso (Categorías según DB-SEAE)
• Zonas residenciales (Categoría A)
• Zonas administrativas(Categoría B)
• Zonas destinadas al público (Categoría C)
• Zonas comerciales (Categoría D)
• Zonas de tráfico y de aparcamiento de vehículos ligeros
con un
peso total inferior a 30 kN (Categoría F)
• Cubiertas transitables (Categoría G)
• Cubiertas accesibles únicamente para mantenimiento
Cálculos
(ψ)
ψ0
ψ1
ψ2
0,7
0,7
0,5
0,5
0,3
0,3
0,7
0,7
0,6
0,7
0.7
0,7
0.7
0,6
0.6
(1)
0
0
0
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(Categoría H)
Nieve
•
para altitudes > 1000 m
0,7
0,5
0,2
•
para altitudes ≤1000 m
0,5
0,2
0
Viento
0,6
0,5
0
Temperatura
0,6
0,5
0
Acciones variables del terreno
0,7
0,7
0,7
(1)
En las cubiertas transitables, se adoptarán los valores correspondientes al
uso desde el que se accede.
1.5 Coeficientes parciales de seguridad de los materiales
Los coeficientes de seguridad parcial adoptados para los materiales se han elegido según lo
indicado en la EHE para los elementos de hormigón:
-
Coef. de minoración del hormigón
c = 1,50
-
Coef de minoración del acero de armar
s = 1,15
-
Coef de minoración del hormigón en situación accidental
c = 1,30
-
Coef de minoración acero de armar en situación accidental s = 1,00
En lo que respecta a los coeficientes de seguridad empleados para los elementos de acero,
son los indicados en el apartado 2.3.3. del Documento básico SE-A del CTE:
-
Coef. relativo a la plastificación del material
M0 = 1,05
-
Coef relativo a los fenómenos de inestabilidad
M1 = 1,05
-
Coef relativo a la resist última y a los medios de unión
M2 = 1,25
-
Coef resist al deslizamiento de uniones con tornillos en ELS M3 = 1,10
-
Coef resist al deslizamiento de uniones con tornillos en ELU M3 = 1,25
1.6 Durabilidad
La durabilidad de una estructura es su capacidad para soportar, durante la vida útil
para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y
que pueden llegar a provocar la degradación como consecuencia de efectos diferentes a las
cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural.
En el planteamiento de la estrategia de durabilidad de la cimentación y la estructura
se definen en primer lugar los ambientes a los que previsiblemente estarán expuestos los
elementos de la estructura.
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En los ensayos realizados al terreno descritos en el estudio geotécnico se a detectado
la presencia de nivel freático. Por ello y teniendo en cuenta la cercanía del mar se han
considerado los siguientes ambientes:
-
Cimentación: IIIa
Para conseguir una durabilidad adecuada del hormigón se deben cumplir los
requisitos generales siguientes:
-
Relación máxima agua cemento. Ambiente IIIa
-
Mínimo contenido de cemento. Ambiente IIIa
0,50
300
Asimismo, según el ambiente estimado para la obra de hormigón armado, se indican
los recubrimientos nominales considerados:
-
Inferior cimentación (hormigón de limpieza)
3,5 cm
-
Laterales cimentación (hormigón contra el terreno)
5,0 cm
1.7 Materiales
Las designaciones de los materiales indican parte de las propiedades físicas, los
utilizados en el presente proyecto son:
-
Hormigón de limpieza
HL-150/C/TM
-
Hormigón de cimentaciones
-
Acero armaduras
B-500S
-
Acero mallazo
B-500T
-
Acero perfiles laminados
S 275 JR
-
Acero chapas de anclaje y uniones
S 275 JR
-
Pernos de anclaje
HA-30/B/40/IIIa
B-500S
Las resistencias características consideradas para estos materiales están implícitas
en su denominación y son:
-
Resistencia característica del hormigón
30 N/mm2
-
Límite elástico acero de armar/mallazo
500 N/mm2
-
Límite elástico acero laminado
275 N/mm2
1.8 Presiones del terreno de cimentación
Se ha adoptado como presión admisible del terreno de cimentación, para cota
de apoyo de la cimentación comprendida entre 0.00 y -2,5m:
-
Cálculos
Tadm. = 1,5 Kg/cm2
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1.9 Acciones
1.9.1 Gravitatorias
Se indican a continuación las cargas consideradas en el dimensionamiento de la
estructura:
FORJADO
-
Peso
propio
del
forjado
colaborante
SFC5912(e=12cm).
(Pesos
introducidos
directamente por el programa).
-
Cargas muertas:

Solado = 100 kg/m².

Tabiquería = 100 kg/m².
-
Cerramiento de bloque + ladrillo = 356 kg/m².(x altura).
-
Sobrecargas de USO = 500 kg/m².
CUBIERTA
-
Peso propio de la estructura. (Pesos introducidos directamente por el programa).
-
Peso de panel de cubierta tipo Sándwich = 15 kg/m².
-
Peso de falso techo. = 20 kg/m².
1.9.2 Eólicas
De acuerdo con lo indicado en el CTE en el documento básico de Acciones, se han
considerado los siguientes parámetros para el cálculo de las acciones producidas por el
viento:
-
Altura de coronación de la estructura
4,25 m
-
Zona eólica
B
-
Velocidad del viento
27 m/s
-
Grado de aspereza del entorno
I (Borde del mar)
1.9.3 Nieve
La distribución y la carga de nieve depende del clima del lugar, del tipo de
precipitación, relieve del entorno, forma de la cubierta, los efectos del viento y de los
intercambios térmicos.
Como valor de la carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal q n,
puede tomarse:
qn = µ sk
siendo
µ=coeficiente de forma según el apartado 3.5.3 del CTE SE-AE (1 para cubiertas con
inclinación ≤ 30º y 0 para cubiertas con inclinación ≥60º)
Cálculos
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sk=valor característico, que en nuestro caso es igual a 0,40 kN/m2.
1.9.4 Sísmicas
No será necesaria la consideración de las acciones sísmicas cuando la aceleración
sísmica horizontal básica al desplazamiento ab definida en el apartado 3.4, de la NSCE,
cumpla:
ab<0,04g
1.9.5 Térmicas y reológicas
Se han tenido en cuenta las acciones térmicas sobre la estructura de la edificación.
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1.10 Informe de cálculo
1.10.1
Normativa
Acciones:
Viento:
Hormigón:
Acero:
Otras:
CTE DB SE-AE
CTE DB SE-AE
EHE-08
EAE
CTE DB SE-C, CTE DB SI
1.10.2
Método del cálculo de esfuerzos
Método de altas prestaciones
1.10.3
Opciones de cálculo
Indeformabilidad de todos forjados horizontales en su plano
Se realiza un cálculo elástico de 1er. orden2. Cargas
1.10.4
NH
Cálculos
Hipótesis de carga
Nombre
0
1
2
7
G
Q1
Q2
Q3
Tipo
Permanentes
Sobrecargas
Sobrecargas
Sobrecargas
Descripción
Permanentes
Sobrecargas
Sobrecargas
Sobrecargas
8
9
10
3
4
Q4
Q5
Q6
W1
W2
Sobrecargas
Sobrecargas
Sobrecargas
Viento
Viento
Sobrecargas
Sobrecargas
Sobrecargas
Viento
Viento
25
26
22
11
12
13
W3
W4
S
M1
M2
M3
Viento
Viento
Nieve
Sin definir
Sin definir
Sin definir
Viento
Viento
Nieve
Móviles
Móviles
Móviles
14
15
16
17
18
M4
M5
M6
M7
M8
Sin
Sin
Sin
Sin
Sin
definir
definir
definir
definir
definir
Móviles
Móviles
Móviles
Móviles
Móviles
19
20
21
23
M9
M10
T
A
Sin
Sin
Sin
Sin
definir
definir
definir
definir
Móviles
Móviles
Temperatura
Accidentales
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1.10.5
Coeficientes de mayoración
0
1
1,35
1,50
Aluminio/Otro
s/CTE/EAE
1,35
1,50
2
7
8
9
10
3
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
4
25
26
11
12
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
13
14
15
16
17
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
Cargas de temperatura
Cargas de nieve
18
19
20
21
22
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
1,50
Carga accidental
23
1,00
1,00
Tipo
Hipótesis
Cargas permanentes
Cargas variables
Cargas de viento no simultáneas
Cargas móviles
1.10.6
Hormigón
Opciones de cargas
Viento activo Sentido+- habilitado
Sismo no activo
Se considera el Peso propio de las barras
1.10.6.1
Hormigón/ Eurocódigo / Código Técnico de la Edificación/ EAE
Tipo de carga
0
1
2
Gravitatorias
0,70
0,50
0,30
Móviles
Viento
Nieve
Temperatura
0,70
0,60
0,50
0,60
0,50
0,50
0,20
0,50
0,30
0,00
0,00
0,00
1.10.6.2
Opciones de cargas de viento
Dirección 1:
Vector dirección: 1,00; 0,00; 0,00
Cálculos
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Hipótesis: 3
Presión global del viento qb·ce(kN/m2):
Dirección 2:
Vector dirección: 0,00; 0,00; 1,00
Hipótesis: 4
Presión global del viento qb·ce(kN/m2):
Dirección 3:
Vector dirección: -1,00; 0,00; 0,00
Hipótesis: 25
Presión global del viento qb·ce(kN/m2):
Dirección 4:
Vector dirección: 0,00; 0,00; -1,00
Hipótesis: 26
Presión global del viento qb·ce(kN/m2):
Modo de reparto puntual en nudos
Superficie actuante: Fachada
1.10.7
0,69
0,69
0,69
0,69
Armado y comprobación
Recubrimientos(mm):
Vigas:
36
Pilares:
36
Cálculo de 1er. orden:
No se consideran los coeficientes de amplificación
Yp: Pandeo se comprueba como traslacional
Zp: Pandeo se comprueba como traslacional
Se comprueba torsión en vigas
Se comprueba torsión en pilares
Redistribución de momentos en vigas del 15%
Fisura máxima: 0,40 mm
Momento positivo mínimo qL² / 16
Se considera flexión lateral
Tamaño máximo del árido: 20 mm
Intervalo de cálculo: 30 cm
Comprobación de flecha activa:
Vanos:
Flecha relativa L / 500
Flecha combinada L / 1000 + 5 mm
Voladizos:
Flecha relativa L / 500
Flecha combinada L / 1000 + 5 mm
Comprobación de flecha total:
Vanos:
Flecha relativa L / 350
Flecha combinada L / 500 + 10 mm
Voladizos:
Flecha relativa L / 350
Flecha combinada L / 500 + 10 mm
70
%
20
%
0%
Cálculos
Peso estructura (de las cargas Permanentes)
Tabiquería (de las cargas Permanentes)
Tabiquería (de las Sobrecargas)
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50
Sobrecarga a larga duración
%
3 meses Estructura / tabiquería
60 meses Flecha diferida
28 días Desencofrado
No se considera deformación por cortante
Armadura de montaje en vigas:
Superior
ø 12mm
Resistente
:
Inferior:
ø 12mm
Resistente
Piel:
ø 12mm
Armadura de refuerzos en vigas:
12m
m
25m
ø Máximo:
m
Número máximo: 8
Permitir 2 capas
Armadura de pilares:
ø Mínimo:
ø Mínimo:
ø Máximo:
12m
m
25m
m
4 caras iguales
Igual ø
Máximo número de redondos por cara en pilares rectangulares: 8
Máximo número de redondos en pilares circulares: 10
Armadura de estribos en vigas:
ø Mínimo:
6mm
12m
ø Máximo:
m
Separación mínima 5 cm; máxima 60 cm; módulo 5 cm
% de carga aplicada en la cara inferior (carga colgada):
0% en vigas con forjado(s) enrasado(s) superiormente
100% en vigas con forjado(s) enrasado(s) inferiormente
50% en el resto de casos
Armadura de estribos en pilares:
ø Mínimo:
8mm
12m
ø Máximo:
m
Separación mínima 5 cm; máxima 60 cm; módulo 5 cm
Se considera los criterios constructivos de NCSE-02
Aplicar criterios constructivos según las opciones de sismo definidas
Se comprueba la Biela de Nudo en pilares de última planta
Cálculos
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FASE 1: VESTUARIOS Y BAR CAMPO DE FÚTBOL
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2
JUSTIFICACIÓN DE CALCULOS.
PORTICO TIPO VESTUARIOS
Grafica de Geometría:
Grafica de momentos flectores :
Cálculos
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PORTICO TESTERO 1. Vestuarios
Grafica de Geometría:
Grafica de momentos flectores :
Cálculos
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PORTICO TIPO 2. Vestuarios
Grafica de Geometría:
Grafica de momentos flectores :
Cálculos
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PLANTA DE CUBIERTA. Vestuarios
Grafica de Geometría:
Cálculos
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PLANTA DE FORJADO. Vestuarios
Grafica de Geometría:
Cálculos
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GEOMETRIA TAQUILLAS-BAR
Grafica de Geometría:
Pontevedra, julio de 2014
El Arquitecto
Fdo.: Manuel González Sanchidrián
Cálculos
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